(57)【要約】【課題】耐熱性、気密性能、低融点特性を同時に満たす有機無機ハイブリッドガラス状物質はほとんどなく、あっても生産に時間を要すという問題があった。【解決手段】出発原料の混合工程と溶融工程との間に加熱反応工程を有し、さらに溶融工程後に熟成工程を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。フェニル基を含んでいるゾルゲル原料を少なくとも１種類用いる、加熱反応工程は４０℃以上１００℃以下の温度で行う、溶融工程は４０℃以上５００℃以下の温度で処理する、熟成工程では３０℃以上４００℃以下の温度でかつ５分以上の時間で処理する、溶融工程後の融液が２層に分離する場合にその上澄液を廃棄し、下側の融液を抽出して熟成する等の特徴を有す。また、上記に記載の方法で製造された有機無機ハイブリッドガラス状物質。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゾルゲル法で使われる原料を出発原料として有機無機ハイブリッドガラス状物質を製造する場合において、出発原料の混合工程と溶融工程との間に加熱反応工程を有し、さらに溶融工程後に熟成工程を有することを特徴とする有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。
【請求項２】
フェニル基を含んでいるゾルゲル原料を少なくとも１種類用いることを特徴とする請求項１に記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。
【請求項３】
加熱反応工程は４０℃以上１００℃以下の温度で行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。
【請求項４】
溶融工程では４０℃以上５００℃以下の温度で処理することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。
【請求項５】
熟成工程では３０℃以上４００℃以下の温度でかつ５分以上の時間で処理することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。
【請求項６】
溶融工程後の融液が２層に分離する場合、その上澄液を廃棄し、下側の融液を抽出して熟成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の方法で製造されたことを特徴とする有機無機ハイブリッドガラス状物質。
【請求項８】
ガラス状物質の一部又はすべてに不規則網目構造を有することを特徴とする請求項７に記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質。
【請求項９】
軟化温度が６０〜５００℃の範囲にあることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質。
【請求項１０】
フェニル基を含んでいることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の有機無機ハイブリッドガラス状物質。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゾルゲル法に用いられる原料を出発原料とする有機無機ハイブリッドガラス状物質とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
６００℃以下で軟化する材料としては、高分子材料や低融点ガラスなどが有名であり、古くから封着・封止材料、パッシベーションガラス、釉薬など、多くのところで用いられてきた。高分子材料と低融点ガラスでは、その諸物性が異なるので、その使用できる環境に応じて使い分けられてきた。一般的には、耐熱性や気密性能が優先される場合にはガラスが、耐熱性や気密性能以外の特性が優先される分野では高分子材料に代表される有機材料が使われてきた。しかし、昨今の技術進歩に伴い、これまで要求されなかった特性も着目され、その特性をもった材料の開発が期待されている。
【０００３】
このため、耐熱性や気密性能を増能させた高分子材料や、軟化領域を低温化させたガラスいわゆる低融点ガラスの開発が積極的になされている。特に、耐熱性や気密性能が要求される電子材料市場において、PbO-SiO2-B2O3系あるいはPbO-P2O5-SnF2系ガラスなどに代表される低融点ガラスは、電子部品の封着、被覆などの分野で不可欠の材料となっている。また、低融点ガラスは高温溶融ガラスに比べ、その成形加工に要するエネルギーひいてはコストを抑えられるため、省エネルギーに対する昨今の社会的要請とも合致している。さらに、光機能性能の有機物を破壊しない温度で溶融することが可能ならば、光機能性有機物含有（非線形）光学材料のホストとして光スイッチなどの光情報通信デバイスなどへの応用が期待される。このように、一般的な溶融ガラスの特徴である耐熱性や気密性能を有し、かつ高分子材料のように種々の特性を得やすい材料は多くの分野で要望され、特に低融点ガラスにその期待が集まっている。さらに、有機無機ハイブリッドガラスも低融点ガラスの一つとして着目されている。
【０００４】
低融点ガラスでは、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｐ−Ｆ−Ｏ系ガラス（例えば、非特許文献１参照）に代表されるTickガラスが有名であり、１００℃前後にガラス転移点を持ち、しかも優れた耐水性を示すので、一部の市場では使われてきている。しかしながら、この低融点ガラスはその主要構成成分に鉛を含むので、昨今の環境保護の流れから代替材料に置き換える必要性がでてきている。さらには、Tickガラスに代表される低融点ガラスに対する要求特性も大きく変化していると同時に、その要望も多様化している。
【０００５】
一般的なガラスの製造方法としては、溶融法と低温合成法が知られている。溶融法はガラス原料を直接加熱することにより溶融してガラス化させる方法で、多くのガラスがこの方法で製造されており、低融点ガラスもこの方法で製造されている。しかし、低融点ガラスの場合、融点を下げるために、鉛やアルカリ、ビスマスなどの含有を必要とする等、構成できるガラス組成には多くの制限がある。
【０００６】
一方、非晶質バルクの低温合成法としては、ゾルゲル法、液相反応法及び無水酸塩基反応法が考えられている。ゾルゲル法は金属アルコキシドなどを加水分解−重縮合し、５００℃を超える温度（例えば、非特許文献２参照）、通常は７００〜１６００℃で熱処理することにより、バルク体を得ることができる。しかし、ゾルゲル法で作製したバルク体を実用材料としてみた場合、原料溶液の調製時に導入するアルコールなど有機物の分解・燃焼、又は有機物の分解ガス若しくは水の加熱過程における蒸発放出などのために多孔質となることが多く、耐熱性や気密性能には問題があった。このように、ゾルゲル法によるバルク製造ではまだ多くの問題が残っており、特に低融点ガラスをゾルゲル法で生産することはなされていない。
【０００７】
さらに、液相反応法は収率が低いために生産性が低いという問題の他、反応系にフッ酸などを用いることや薄膜合成が限度とされていることなどから、現実的にバルク体を合成する手法としては不可能に近い状態にある。
【０００８】
無水酸塩基反応法は、近年開発された手法であり、低融点ガラスの一つである有機無機ハイブリッドガラスの製作も可能（例えば、非特許文献３参照）であるが、まだ開発途上であり、すべての低融点ガラスが製作できているわけではない。
【０００９】
したがって、多くの低融点ガラスの製造は、低温合成法ではなく、溶融法により行われてきた。このため、ガラス原料を溶融する都合上からそのガラス組成は制限され、生産できる低融点ガラスとなると、その種類は極めて限定されていた。
【００１０】
なお、現時点では耐熱性や気密性能から、低融点ガラスが材料として有力であり、低融点ガラスに代表される形で要求物性が出されることが多い。しかし、その材料は低融点ガラスにこだわるものではなく、要求物性が合致すれば、ガラス以外の低融点あるいは低軟化点物質で大きな問題はない。
【００１１】
公知技術をみれば、ゾルゲル法による石英ガラス繊維の製造方法（例えば、特許文献１参照）が、ゾルゲル法による酸化チタン繊維の製造方法（例えば、特許文献２参照）が、さらにはゾルゲル法による半導体ドープマトリックスの製造方法（例えば、特許文献３参照）が開示されている。また、溶融法によるＰ2Ｏ5−ＴｅＯ2−ＺｎＦ2系低融点ガラスが開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開昭62-297236号公報
【特許文献２】特開昭62-223323号公報
【特許文献３】特開平1-183438号公報
【特許文献４】特開平7-126035号公報
【非特許文献１】P.A.Tick, Physics and Chemistry of Glasses, Vol. 25 No. 6, pp. 149-154(1984).
【非特許文献２】神谷寛一、作花済夫、田代憲子，窯業協会誌，618−618，84(1976).
【非特許文献３】高橋雅英、新居田治樹、横尾俊信，New Glass, 8-14，17(2002).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
多くの低軟化点材料、特に低融点ガラスの製造は、溶融法により行われてきた。このため、そのガラス組成には多くの制限があり、ガラス原料を溶融する都合上、生産できる低融点ガラスは極めて限られていた。
【００１４】
一方、低温合成法のゾルゲル法で製造した場合、緻密化のために５００℃以上の処理温度が必要となるが、その温度で処理すると低融点ガラスとはならないので、結果として耐熱性や気密性能の良好な低融点ガラスを得ることはできなかった。特に、電子材料分野では、厳しい耐熱性や気密性能と低融点化に対応する低融点ガラスはなかった。さらに、耐熱性や気密性能を満足するガラス以外の低融点材料もこれまで見出されていない。
【００１５】
特開昭62-297236号公報、特開昭62-223323号公報及び特開平1-183438号公報で開示された方法は、高温溶融でのみ対応可能であった材料生産を低温でも可能としたという功績はあるが、低融点ガラスを製造することはできない。また、ゾルゲル処理後には、５００℃以上での処理も必要である。一方、特開平7-126035号公報の方法では、転移点が３百数十℃のガラスを作製できることが開示されている。しかし、それ以下の転移点をもつガラスを鉛やビスマスなどを始めとする低融点化材料なしで製作した例はこれまでなかった。
【００１６】
すなわち、これまでの低融点ガラスの製造方法では、厳しい耐熱性や気密性能と低融点特性を同時に満たすガラスを作ることはできなかった。また、ガラス以外の材料でもこのような特性を満たすものはなかった。
【００１７】
さらに、本発明者らは、上記の問題を解決する有機無機ハイブリッドガラス状物質を開発し、特許出願した（特願2003-69327号）。しかし、ゾルゲル法で使われる材料を出発原料として有機無機ハイブリッドガラス状物質を製造することは同様であるが、出発原料の混合工程後にゲル体を経る工程が必須であり、そのゲル化工程では１〜３日程度を必要とするという問題があった。従来のゾルゲル法では、原料の混合後、１〜３日かけてゲル化した生成物をそのまま焼結工程としていたため、低融点材料を得ることはできなかった。また、その製造工程の変更により、低融点材料を得ることができるようになったが、この場合でもゲル化工程が必要という問題点を有していた。  
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、ゾルゲル法で使われる原料を出発原料として有機無機ハイブリッドガラス状物質を製造する場合において、出発原料の混合工程と溶融工程との間に加熱反応工程を有し、さらに溶融工程後に熟成工程を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００１９】
また、フェニル基を含んでいるゾルゲル原料を少なくとも１種類用いる上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００２０】
また、加熱反応工程は４０℃以上１００℃以下の温度で行う上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００２１】
また、溶融工程は４０℃以上５００℃以下の温度で処理する上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００２２】
また、熟成工程は３０℃以上４００℃以下の温度でかつ５分以上の時間で処理する上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００２３】
また、溶融工程後の融液が２層に分離する場合、その上澄液を廃棄し、下側の融液を抽出して熟成する上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００２４】
さらに、上記に記載の方法で製造された有機無機ハイブリッドガラス状物質である。
【００２５】
さらにまた、ガラス状物質の一部又はすべてに不規則網目構造を有する上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質である。
【００２６】
さらにまた、軟化温度が６０〜５００℃の範囲にある上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質である。
【００２７】
さらにまた、フェニル基を含んでいる上記の有機無機ハイブリッドガラス状物質である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、これまで製作することが極めて難しいとされてきた耐熱性や気密性能と低融点特性を同時に満たす有機無機ハイブリッドガラス状物質を、従来よりも極めて短期間で製作することができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、ゾルゲル法で使われる原料を出発原料として有機無機ハイブリッドガラス状物質を製造する場合において、出発原料の混合工程と溶融工程との間に加熱反応工程を有し、さらに溶融工程後に熟成工程を有する有機無機ハイブリッドガラス状物質の製造方法である。
【００３０】
本発明の有機無機ハイブリッドガラス状物質を製作する手法は、従来のゾルゲル法と称されている方法と、さらには本出願人が提案している溶融及び熟成を含む新しい手法とも基本的に異なる。従来のゾルゲル法では、数種類のゾルゲル原料を混合した後、室温で数時間撹拌、その後室温で２日〜１週間静置し、湿潤ゲルを得る。その後、室温〜約１００℃で数時間〜３日間乾燥させて乾燥ゲルとし、必要であれば粉砕・洗浄・濾過した後、低くとも４００℃以上で通常は８００℃以上で焼結させてバルク体や繊維状とする。膜の場合には、湿潤ゲルの状態で薄膜状とし、乾燥・焼結させて薄膜を得る。
【００３１】
また、本発明者らが提案している新しい方法では、数種類のゾルゲル原料を混合した後、室温で１〜３日間撹拌してゲル化させ、このゲルを乾燥した後、溶融工程及び熟成工程を経て、所定のガラス状物質を得る。この場合、焼結という工程を必要としないので、低くとも４００℃以上通常は８００℃以上という高温処理を必要としない。この方法は、乾燥ゲルの溶融性と熟成によるガラス変化（ガラス安定化）というこれまで全く見られなかった新しい特性に着目することにより、従来のゾルゲル法では得られなかった新しい材料を得ることができる。すなわち、従来のゾルゲル法では焼結されたガラス又は薄膜状のガラスを得ることはできるが、厚膜さらにはバルク状のガラスを得ることは難しい。
【００３２】
これに対し、本発明ではゾルゲル原料の混合を行った後に加熱反応工程を入れることにより、そのままゲル化工程を必要とせずに直接溶融できる原材料を得ることができる。すなわち、混合工程から直接ゾル化させ、そのゾルを濃縮させることにより直接溶融することになる。このゲル化させない点及びその融液を直接溶融することが、従来のゾルゲル法や乾燥ゲルの溶融と熟成を伴う新しい手法とも大きく異なる。また、この熱処理に要する時間は、３０分〜５時間程度であるので、ゲル化に１〜３日を要していた従来のゾルゲル法や前述の新しい手法とはその処理時間が大きく異なるという製造的な特徴、さらにはほぼ同様のゾルゲル原料を用いてもより低軟化温度の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得られるという大きな生成物の違いによる特徴を有す。なお、本発明の手法ではこの加熱反応工程後、すぐに溶融工程に入っても良いし、一度冷却してから溶融工程に入っても良い。
【００３３】
さらには、前記の溶融工程の後に、熟成工程を有することも本発明の特徴である。しかし、本発明でいう熟成は、従来のゾルゲル法で言われている熟成とは全く別のものである。すなわち、熟成は２日〜１週間かけて湿潤ゲルを得るための静置を指すのではなく、溶融後の有機無機ハイブリッドガラスを構造変化せしめてガラス状物質を安定化させる作業を指す。従来から行われてきたゾルゲル法では、前記の溶融工程がなく、乾燥ゲルをそのまま焼結するため、その後の熟成工程もない。この熟成工程は極めて重要であり、溶融性を有するガラス状物質でもその後の熟成工程を経なければ、所望の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることはできない。単に溶融しただけでは系内に反応活性な水酸基(−ＯＨ)が残留しており、これを冷やし固めたとしても、その残留した水酸基(−ＯＨ)が加水分解−脱水縮合を起こして、結果的にクラックが生じたり、破壊したりして、良好な有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることができない。このため、この反応活性な水酸基(−ＯＨ)を熟成によりガラス状物質内で安定化させることが極めて重要な工程となる。この点が本発明と従来のゾルゲル法で大きく異なる点である。
【００３４】
出発原料は金属アルコキシド、金属アセチルアセトナート、金属カルボン酸、金属水酸化物、又は金属ハロゲン化物であり、先ずゾルゲル法によりゾルを製作することが好ましい。この出発原料は、上記以外でも、ゾルゲル法で使われているものであれば問題はなく、上記の出発原料に限定されない。但し、このゾルの作製は重要な最初の工程である。
【００３５】
なお、出発原料には有機官能基を持つ金属ユニットを有することが好ましい。金属ユニットを有しない場合、焼結はするが、溶融はしない。この金属ユニットは有機官能基Ｒを持つことが特徴であり、（ＲnＳｉＯ(4-n)/2）（ｎ＝１〜３）で表されるケイ素ユニットが例示される。ここで、ｎは自然数であり、１、２、３の中から選択される。さらに、詳細には、フェニル基の金属ユニット(ＰｈnＳｉＯ(4-n)/2)を有することがより好ましい。また、メチル基の金属ユニット(ＭｅnＳｉＯ(4-n)/2)、エチル基の金属ユニット(ＥｔnＳｉＯ(4-n)/2)、ブチル基の金属ユニット(ＢｔnＳｉＯ(4-n)/2)(ｎ＝１〜３)等との組み合わせも有効である。
【００３６】
この有機官能基Ｒは、アリール基やアルキル基が代表的である。アリール基としては、フェニル基、ピリジル基、トリル基、キシリル基などがあり、特に好ましいのはフェニル基である。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基（ｎ−、ｉ−）、ブチル基（ｎ−、ｉ−、ｔ−）、ペンチル基、ヘキシル基（炭素数：１〜２０）などが挙げられ、特に好ましいのはメチル基とエチル基である。当然ながら、有機官能基は上述のアルキル基やアリール基に限定されるものではない。アルキル基としては、直鎖型でも分岐型でもさらには環状型でも良い。以上の点から、フェニル基を含んでいるゾルゲル原料を少なくとも１種類用いることが好ましい。
【００３７】
溶融工程に入る前、すなわち、出発原料の混合工程と加熱による溶融工程との間に、加熱反応工程を有することが好ましい。この加熱反応工程は４０℃以上１００℃以下の温度で行われる。この温度域以外では、その構造中に上述した有機官能基Ｒを持つ金属ユニットを適切に含有させることができないため、ガラス溶融のできる有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることは極めて難しい。
【００３８】
なお、加熱反応工程の上限温度は沸点が１００℃を越すアルコール、例えば１１８℃の１−ブタノールを用いる場合では１００℃以下であるが、沸点が１００℃以下のアルコールでは沸点も考慮する方が望ましい。例えば、エタノールを用いる場合は、その沸点の８０℃以下とした方が良い結果となる傾向にある。これは、沸点を越えると、アルコールが急激に蒸発するので、アルコール量や状態変化から均一反応が達成されにくくなるためであると考えられる。
【００３９】
加熱による溶融工程は４０℃以上５００℃以下の温度で処理することが好ましい。４０℃よりも低い温度では、実質上溶融できない。また、５００℃を超えると、網目を形成する金属元素と結合する有機基が燃焼するために所望の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得られないばかりか、破砕したり、気泡を生じて不透明になったりする。望ましくは、１００℃以上３００℃以下である。
【００４０】
加熱反応工程、溶融工程及び熟成工程を経ることにより、安定化した有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることができる。従来から行われてきたゾルゲル法では、前記の溶融工程がないため、当然ながらその後の熟成工程もない。また、加熱反応工程と溶融工程により、ゲル体を経ない場合においても、有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることはできる。しかし、その後の熟成工程を経ることにより、より安定した有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることができるので、熟成工程を入れることが好ましい。
【００４１】
加熱による溶融工程は４０℃以上５００℃以下の温度で処理することが好ましい。４０℃よりも低い温度では、実質上溶融できない。また、５００℃を超えると、網目を形成する金属元素と結合する有機基が燃焼するために所望の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得られないばかりか、破砕したり、気泡を生じて不透明になったりする。望ましくは、１００℃以上３００℃以下である。
【００４２】
熟成工程が３０℃以上４００℃以下の温度で処理することが好ましい。３０℃よりも低い温度では、実質上熟成できない。４００℃を超えると、熱分解することがあり、安定したガラス状物質を得ることは難しくなる。望ましくは、１００℃以上３００℃以下である。さらに、この熟成温度は、溶融下限温度よりも低い温度ではその効果が極めて小さくなる。一般的には、溶融下限温度〜(溶融下限温度＋１５０℃)程度が望ましい。さらに、熟成に要する時間は５分以上必要である。熟成時間は、その処理量、処理温度及び反応活性な水酸基(−ＯＨ)の許容残留量により異なるが、一般的には５分未満では満足できるレベルに到達することは極めて難しい。また、長時間では生産性が下がってくるので、望ましくは１０分以上１週間以内である。
【００４３】
なお、加熱による溶融工程若しくは熟成工程において、不活性雰囲気下で行ったり、減圧下で行なったりすることにより時間を短縮できる傾向にあり、有効である。また、マイクロ波や超音波加熱は時間短縮に対しても有効であるが、強度や硬度等の機械的特性や誘電率を始めとする電気的特性の改善に対しても有効であることが多い。
【００４４】
また、溶融工程後の融液が２層に分離する場合、その上澄液を廃棄し、下側の融液を抽出して熟成することが好ましい。本発明の方法は溶融させることに大きな特徴を有するが、溶融工程後の融液が２層に分離した状態となることが多く発生する。このような場合、２層の上方にあるいわゆる上澄液は廃棄し、下側の融液を抽出して熟成させた方が物性的にも安定した有機無機ハイブリッドガラス状物質を得ることができる。この方法をとることにより、一般的には軟化温度も低い有機無機ハイブリッドガラス状物質が得られる。２層に分離した場合でもそのまま熟成することは可能であるが、その場合には光透過率などの光学的特性もやや低い傾向をもつことになる。
【００４５】
また、上記の方法で製造された有機無機ハイブリッドガラス状物質は当然ながら全て対象となるが、その一部又はすべてに不規則網目構造をもつ有機無機ハイブリッドガラス状物質が好ましい。
【００４６】
軟化温度は５００℃以下であることが好ましい。軟化温度が５００℃を超えると、溶融時に網目を形成する金属元素と結合する有機基が燃焼するために所望の有機無機ハイブリッドガラス状物質を得られないばかりか、破砕したり、気泡を生じて不透明になったりする。より好ましくは５０℃以上３５０℃以下、さらに好ましくは６０℃以上３００℃以下である。なお、熟成前の軟化温度が６０〜１５０℃、熟成後の軟化温度が１００〜３００℃であれば、非常に好ましい。
【００４７】
さらに、フェニル基を含んでいることが好ましい。フェニル基を含んだ有機無機ハイブリッドガラス状物質は、上記の温度範囲に入る場合が多く、かつ非常に安定化しているからである。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例に基づき、述べる。
（実施例１）
出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシラン（PhSi(OEt)3）とエタノールを用いた。混合工程として室温で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシランに４５ｍｌの水、３０ｍｌのエタノール、触媒である塩酸を加え、加熱反応工程として８０℃で３時間撹拌後、１５０℃に上げ１時間溶融した。溶融後に上澄み層と融液の２層に分離していたので、その上澄液を廃棄し、下側の融液を抽出してさらに２００℃で５時間熟成した後、室温まで冷却し、透明状物質を得た。このように、従来のゾルゲル法で作製した場合と比較して約１／１０の約１０時間で有機無機ハイブリッド状物質を得ることができた。
【００４９】
この透明状物質の軟化温度は８９℃であり、フェニル基の分解温度の約４００℃よりも低い温度であった。また、Nicolet社の赤外吸収スペクトロメーターAVATOR360型及びＪＥＯＬ社の磁気共鳴測定装置CMX-400型により不規則網目構造を確認できたことも考慮すると、今回得た透明状物質は有機無機ハイブリッドガラス構造をとる物質、すなわち有機無機ハイブリッドガラス状物質である。
【００５０】
この有機無機ハイブリッドガラス状物質の気密性能をみるため、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質の中に有機色素を入れ、１ヶ月後の染み出し状態を観察した。この結果、染み出しは全く認められず、気密性能を満足していることが分かった。また、１００℃の雰囲気下に３００時間置いたこの有機無機ハイブリッドガラス状物質の転移点を測定したが、その変化は認められず、耐熱性にも問題がないことが確認された。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を１ヶ月間、大気中に放置したが、特に変化は認められず、化学的耐久性に優れていることも確認できた。
【００５１】
なお、図１に示すように、有機無機ハイブリッドガラス状物質の軟化温度は、１０℃/minで昇温したＴＭＡ測定から判断した。図１は本実施例の結果である。すなわち、上記条件で収縮量変化から軟化挙動を求め、その開始温度を軟化温度とした。
【００５２】
（実施例２）
出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシラン（PhSi(OEt)3）とメチルトリエトキシシランの混合系を用い。その比は９：１とした。容器中で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシラン、１ｍｌのメチルトリエトキシシラン、４０ｍｌの水、３０ｍｌのエタノールに触媒である酢酸を加え、加熱反応工程として８０℃で３時間撹拌後、１５０℃に上げ１時間溶融した。実施例１とは異なり溶融後に相分離はせず無色透明な融液であった。さらに２００℃で５時間熟成した後、室温まで冷却し、透明状物質を得た。
【００５３】
この透明状物質の軟化温度は８６℃であり、Nicolet社の赤外吸収スペクトロメーターAVATOR360型及びＪＥＯＬ社の磁気共鳴測定装置CMX-400型により不規則網目構造を確認できたことも考慮すると、今回得た透明状物質は有機無機ハイブリッドガラス構造をとる物質、すなわち有機無機ハイブリッドガラス状物質である。  図２に示すように、日立Ｕ−３５００形自記分光光度計により有機無機ハイブリッドガラス状物質の３００〜２５００ｎｍの波長域における透過率曲線を測定した。実施例２と書かれた実線のデータがこれにあたる。この結果からも明らかなように、可視領域でみられた着色、特に従来みられた青色領域での吸収はないことが分かる。なお、波長３００〜８００ｎｍにおける平均透過率は８９．７％であった。
【００５４】
この有機無機ハイブリッドガラス状物質の気密性能をみるため、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質の中に有機色素を入れ、１ヶ月後の染み出し状態を観察した。この結果、染み出しは全く認められず、気密性能を満足していることが分かった。また、１００℃の雰囲気下に３００時間置いたこの有機無機ハイブリッドガラス状物質の転移点を測定したが、その変化は認められず、耐熱性にも問題がないことが確認された。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を１ヶ月間、大気中に放置したが、特に変化は認められず、化学的耐久性に優れていることも確認できた。
【００５５】
（実施例３）
出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシランとジエトキシジフェニルシランの混合系を用い、その比は７：３とした。容器中で９ｍｌのフェニルトリエトキシシラン、４ｍｌのジエトキシジフェニルシラン、４０ｍｌの水、３０ｍｌのエタノールに触媒である酢酸を加え、加熱反応工程として８０℃で３時間撹拌後、１５０℃に上げ１時間溶融した。実施例１とは異なり溶融後に相分離はせず無色透明な融液であった。さらに２００℃で５時間熟成した後、室温まで冷却し、透明状物質を得た。
【００５６】
この透明状物質の軟化温度は８３℃であり、Nicolet社の赤外吸収スペクトロメーターAVATOR360型及び図３に示すようにＪＥＯＬ社の磁気共鳴測定装置CMX-400型により不規則網目構造を確認できたことも考慮すると、今回得た透明状物質は有機無機ハイブリッドガラス構造をとる物質、すなわち有機無機ハイブリッドガラス状物質である。この有機無機ハイブリッドガラス状物質の気密性能をみるため、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質の中に有機色素を入れ、１ヶ月後の染み出し状態を観察した。この結果、染み出しは全く認められず、気密性能を満足していることが分かった。また、１００℃の雰囲気下に３００時間置いたこの有機無機ハイブリッドガラス状物質の転移点を測定したが、その変化は認められず、耐熱性にも問題がないことが確認された。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を１ヶ月間、大気中に放置したが、特に変化は認められず、化学的耐久性に優れていることも確認できた。
【００５７】
（実施例４）
出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシランとジエトキシジメチルシランの混合系を用い、その比は８：２とした。容器中で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシラン、２ｍｌのジエトキシジメチルシラン、４０ｍｌの水、３０ｍｌのエタノールに触媒である酢酸を加え、加熱反応工程として８０℃で３時間撹拌後、１５０℃に上げ１時間溶融した。実施例１とは異なり溶融後に相分離はせず無色透明な融液であった。さらに２００℃で５時間熟成した後、室温まで冷却し、透明状物質を得た。
【００５８】
この透明状物質の軟化温度は８５℃であり、Nicolet社の赤外吸収スペクトロメーターAVATOR360型及びＪＥＯＬ社の磁気共鳴測定装置CMX-400型により不規則網目構造を確認できたことも考慮すると、不規則網目構造を有していたことも考慮すると、今回得た透明状物質は有機無機ハイブリッドガラス構造をとる物質、すなわち有機無機ハイブリッドガラス状物質である。この有機無機ハイブリッドガラス状物質の気密性能をみるため、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質の中に有機色素を入れ、１ヶ月後の染み出し状態を観察した。この結果、染み出しは全く認められず、気密性能を満足していることが分かった。また、１００℃の雰囲気下に３００時間置いたこの有機無機ハイブリッドガラス状物質の転移点を測定したが、その変化は認められず、耐熱性にも問題がないことが確認された。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を１ヶ月間、大気中に放置したが、特に変化は認められず、化学的耐久性に優れていることも確認できた。
【００５９】
（実施例５）
出発原料には金属アルコキシドのフェニルトリエトキシシランとジエトキシジエチルシランの混合系を用い、その比は９：１とした。容器中で１０ｍｌのフェニルトリエトキシシラン、１ｍｌのジエトキシジエチルシラン、４０ｍｌの水、３０ｍｌのエタノールに触媒である酢酸を加え、加熱反応工程として８０℃で３時間撹拌後、１５０℃に上げ１時間溶融した。実施例１とは異なり溶融後に相分離はせず無色透明な融液であった。さらに２００℃で５時間熟成した後、室温まで冷却し、透明状物質を得た。
【００６０】
この透明状物質の軟化温度は８２℃であり、不規則網目構造を有していたことも考慮すると、今回得た透明状物質は有機無機ハイブリッドガラス構造をとる物質、すなわち有機無機ハイブリッドガラス状物質である。この有機無機ハイブリッドガラス状物質の気密性能をみるため、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質の中に有機色素を入れ、１ヶ月後の染み出し状態を観察した。この結果、染み出しは全く認められず、気密性能を満足していることが分かった。また、１００℃の雰囲気下に３００時間置いたこの有機無機ハイブリッドガラス状物質の転移点を測定したが、その変化は認められず、耐熱性にも問題がないことが確認された。さらに、得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質を１ヶ月間、大気中に放置したが、特に変化は認められず、化学的耐久性に優れていることも確認できた。
【００６１】
（比較例１）
実施例１とほぼ同様の原料により、従来のゾルゲル法でゲル体を得た。すなわち、約２０℃で５時間撹拌後、約２０℃で３日間静置し、湿潤ゲルを得た。その後、約１００℃で約１０時間乾燥させて乾燥ゲルとし、粉砕・洗浄・濾過後、７５０℃以上で焼結させてバルク体や繊維状とした。この全工程を終えるのに合計約１００時間（約４日）かかった。
【００６２】
また、湿潤ゲル体を約１００℃で乾燥させた後、すぐに約６００℃で焼結した。この結果、得られた物質は黒化し、８００℃でも軟化せず、低融点物質とは言えなかった。
【００６３】
（比較例２）
実施例１とほぼ同様の原料により、従来のゾルゲル法でゲル体を得た。そのゲル体を１３５℃で１時間熔融した後、２０℃での熟成を試みた。２０℃で１週間処理したが、この物質は、例えば軟化温度が時間や処理温度とともに変化する不安定な生成物であった。すなわち、安定したガラス状物質ではなかった。
【００６４】
（比較例３）
実施例２とほぼ同様の原料により、従来のゾルゲル法でゲル体を得た。そのゲル体を４５０℃で５時間熔融し、５００℃での熟成を試みた。この結果、得られた物質は褐色であり、８００℃でも軟化せず、低融点物質とは言えなかった。
【００６５】
（比較例４）
実施例１とほぼ同様の原料を用い、ほぼ同様の方法で有機無機ハイブリッドガラス状物質を得た。しかし、溶融工程後に２層分離した融液をそのまま熟成させた。図３に示すように、その得られた有機無機ハイブリッドガラス状物質の３００〜２５００ｎｍの波長域における透過率曲線を実施例２と同様の測定を行った。比較例４と書かれた実線のデータがこれにあたる。この結果からも明らかなように、実施例２の場合よりも光透過率が下がっていた。なお、波長３００〜８００ｎｍにおける平均透過率は４６．６％であった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
ＰＤＰを始めとするディスプレイ部品の封着・被覆用材料、光スイッチや光結合器を始めとする光情報通信デバイス材料、ＬＥＤチップを始めとする光学機器材料、光機能性（非線形）光学材料、接着材料等、低融点ガラスが使われている分野、エポキシ等の有機材料が使われている分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例１で示した軟化温度測定データ（ＴＭＡ測定結果）
【図２】本発明の実施例２及び比較例４で示した紫外−可視透過スペクトルデータ
【図３】本発明の実施例３で示したＮＭＲ測定データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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